Kapaitive, fortlaufende Dickenmessung an extrudierten Folien

"Volker Staben" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...

Hi, warum nicht optisch, über die Reflexionen eines Laserstrahls an den Grenzschichten? Oder ohne Laser, ein Gitterrahmenmuster auf die Folie projizieren im schrägen Winkel, und die "Größenänderungen" per vertikaler Kamera auswerten...eine Beule bedeutet einen veränderten Anstellwinkel und dadurch eine krumme Linie.

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mfg,
gUnther
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gUnther nanonüm
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Am 13.12.10 21.45, schrieb gUnther nanonüm:

...und damit willst Du Dickenänderungen der Folie von Submikrometern auflösen?

V.

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Volker Staben

Am Mon, 13 Dec 2010 19:15:00 +0100 schrieb Rolf Bredemeier:

Wenn Du Dienstleister suchst, dieser hier:

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behauptet da:

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in Bild 16 Ultraschall würde funktionieren ...

HTH, Marc

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Marc Santhoff

Ich habe einen Kollegen, der hat mit sowas Erfahrung, sein alter Job hatte mit der Dickemessung von Papier und Folien zu tun, offenbar lief da schon einiges mit Laser. Wenn er wieder vom Serviceeinsatz zurück ist, dann werde ich ihn mal befragen, wie genau die Technik war.

-ras

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Ralph A. Schmid

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Ralph A. Schmid, dk5ras

W dniu 2010-12-14 06:43, Marc Santhoff pisze:

Ultraschall funktioniert, wenn es aber um hohe Auflösung geht, ist es nicht trivial.

Wir haben es z.Z geschafft, eine Auflösung von ca. 3 Mikrometer zu bekommen. Hoffen aber, dass es besser als 1 Mikrometer sein wird.

Optische Messungen haben bei den durchsichtigen Folien naturgemäß Probleme.

W. Bicz optel.pl

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Wieslaw Bicz

Moin Ralph,

Ralph A. Schmid, dk5ras schrieb:

Gern! Die höchstauflösenden Lichtschnittverfahren, die ich kenne (z.B. bei der optischen Defektanalyse für Autoreifen oder Felgen), haben Unsicherheiten im Bereich einiger Mikrometer.

Volker.

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Volker Staben

Moin Stefan,

Stefan Brröring schrieb:

Wenn man die Dickenunterschiede von 10% entsprechend hoch aufgelöst messen möchte, dann sollte das epsilon_r mit deutlich geringerer Unsicherheit bekannt sein. 1% sind schnell zusammen. Was ist mit Luftschichten? Feuchtigkeitseinfluss? Ich glaube nicht, dass das so trivial ist. Nicht ohne Grund sind die fertigen Lösungen teuer.

Volker.

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Volker Staben

"Wieslaw Bicz" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...

Hi, warum? Solange es eine Grenzschicht gibt, an der man Licht polarisieren kann, geht da immer was. Vielleicht nicht mit sichtbarem Licht, na und?

--
mfg,
gUnther
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gUnther nanonüm

Der Preis ändert nichts an den physikalischen Gegebenheiten. Und wenn es aus den von dir genannten Gründen so nicht geht, geht es auf Kapazitivem Wege gar nicht, unabhängig vom Preis.

Wenn man vereinfacht von einem Plattenkondensator ausgeht, bei dem der Plattenabstand deutlich größer ist, als die Dicke der zu prüfenden Folie und wo die Folie parallel zwische den Platten liegt (oder läuft), müsste man die Gesamtkapazität als Reihenschaltung von drei Kondensatoren beschreiben können:

Innere Platte - Luft - Innenseite Folie - Außenseite Folie - Luft - äußere Platte.

Die Frage ist jetzt erst einmal, ob die Gesamtkapazität von der Lage der Folie abhängt, also den Luftspalten rechts oder links. Ohne nachzurechnen würde mal annehmen, dass die Gesamtkapazität weitgehend unabhängig von der Position der Folie ist, siehe Skizze.

Beispiel 1

| || | | || | | || | | || | | || |

Platte Folie Platte

Beispiel 2

| || | | || | | || | | || | | || | | || |

Platte Folie Platte

Bei beiden Beispielen dürfte die Kapazität näherungsweise gleich sein, vorausgesetzt, der Plattenabstand ist klein gegenüber der Plattenbreite und -höhe.

Bei dem Beispiel des OP liegen die Platten nebeneinander, man hat also quasi einen Reihenschaltung zweier solcher Kondensatoren. Ohne "Gegenelektrode" gibt es sicherlich eine deutliche Abstandsempfindlichkeit. Deshalb der Vorschlag, eine entsprechende Platte an der Innenseite anzubringen.

Also statt so:

| || | || | || | || || || || | || | || | || | ||

Platten Folie

Ungefähr so:

| || | | || | | || | | || | | || | || | || | || | | || | | || | | || | | || |

Platten Folie Platte

Wasser ist natürlich ein Problem, aber bei einem Folienextruder dürfte da wenig Wasser im Spiel sein.

Die eigentliche Kapazitätsmessung ist dann trivial. Und auch sehr kleine Kapazitätsänderungen

Reply to
Stefan

Hallo,

schon vor einen

um einen

heute noch nichts. Aber ich melde mich, versprochen.

Rolf

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Rolf Bredemeier

Hallo Marc,

danke dafür! Hört sich so an, als wenn der schon viel erfahren hat.

Viele Grüße

Rolf

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Rolf Bredemeier

Hallo,

ja, genau so funktionierts. Die angedrückten Rollen verschleißen. Wenn auch gering, ein Wechsel ist irgendwann erforderlich. Aber da es "früher" auch so ging, machen wir das jetzt vielleicht. Erst mal abwarten, was die speziellen ICs sagen.

Rolf

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Rolf Bredemeier

gering, ein Wechsel

jetzt vielleicht.

Ok, ich vermute mal die Lager verschleissen, plus der Aussendurchmesser nimmt ab.

Koennte man nicht die Position der kleinen Rollen per kapazitivem Verfahren messen? Etwa so:

| .-. ( X ) '-' ----------- Folie / .-. .. ( X ) | '-' | kap. Sensor | | | . (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05

formatting link

Bei "kap. Sensor" haette man eine isolierte Platte die fest montiert und Bestandteil eines Schwingkreises ist. Aus der Frequenz kann man sehen wie weit die Laufflaeche der Rolle vom Sensor weg ist, daraus ergibt sich nach Kalibrierung (Lauf ohne Folie) die Foliendicke. Irgendwann ist die Folie ja durch und die Rollen laeufen direkt auf der oberen grossen Walze, da koennte man die Chose automatisch kalibrieren lassen. Oder bei

24/7 Produktion noch weitere solcher Sensoren an die Laufachse rechts an die Seite setzen, denn die muss ja bei Verkleinerung des Durchmessers mitgehen.

Per FFT bzw. Hochpass koennte man nun sogar erkennen wenn eine Rolle anfaengt zu gallern oder Geraeusche macht und ein baldiger Austausch angesagt waere.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
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Joerg

Moin Stefan,

Stefan schrieb:

Nee, aber der experimentelle Aufwand, den man bei Selbstbau treiben muss, bis man ein entsprechend streukapazitätsarmes Setup hat, ist im Preis einer fertigen Lösung mit drin.

Bei homogenem Feld (also z.B. mit ausreichend großen gesteuerten Schirmelektroden rundherum) ja. Bei inhomogenem Feld nicht.

Außerdem: wie stark wird sich die Kapazität der Serienschaltung denn ändern, wenn bei epsilon_r von 2,3 und 10mm Plattenabstand sich die Foliendicke von 50um um 1% ändert? Da wird wohl nicht viel herauskommen.

Vermutlich. Allenfalls Wasserdampf.

Was man ziemlich schnell in der kapazitiven Messtechnik sieht, ist, dass es nicht so schnell geht. Schnell sieht man nur Hausnummern.

Volker.

Reply to
Volker Staben

Ok, stimmt, aber der OP will ja nicht die absolute Kapazität bzw. Foliendicke messen sondern den Verlauf über den Umfang des Folienschlauches.

Wenn man mit dem Kondensator z.B. einen Oszillator mit ca. 10 MHz aufbaut, kann man Frequenzänderungen im Hz-Bereich recht einfach messen.

Gruß

Stefan DF9BI

Reply to
Stefan

Moin Stefan,

Stefan schrieb:

zunächst einmal kann man z.B. mit einem Frequenzzähler "recht einfach" nur Frequenzänderungen messen.

Ob die Frequenzänderung aber durch den eigentlich zu messenden Effekt "Foliendicke" hervorgerufen wird oder durch irgendwelche Störphänomene - das weiß man nicht. Und die zu fordernde Unabhängigkeit von Störungen kann man gerade in der kapazitiven Messtechnik nur durch ein gut überlegtes Setup (mechanisch, Schirmung mit gesteuertem Schutzschirm, geeignetes Frontend-Konzept: Kompensationsverfahren, Brückenschaltungen, ...) erreichen.

Volker.

Reply to
Volker Staben

gering, ein Wechsel

jetzt vielleicht.

Was spricht dagegen, Kufen oder Bleche (=Plattenkondensator mit Dielektrikum dazwischen) zu nehmen und diese als Verschleißteile zu betrachten? Es ist doch völlig uninteressant, wie dick die Bleche noch sind, so lange nur noch mechanisch stabil genug sind. Was interessiert, ist deren Abstand voneinander.

Damit misst man die Rollenlage zueinander. Interessant ist aber, wo die Folie wie dick ist. Misst man die Rollenlage, kriegt man nur die maximale Foliendicke. Diese Information reicht aber nicht. Es sind wesentlich mehr Messpunkte nötig.

Mein Vorschlag: Kapazititve Messung - wie du auch. Wirbelstrom wäre aber auch möglich. Allerdings nicht gegen die Rollen, sondern richtig mit Plattenkondensator, der über die Folie gezogen wird. Mit einer aktiven und einer passiven Seite. Die aktive Seite kommt dort hin, wo man schlechter dran kommt. Sie enthält die Elektronik, einen nicht zu starken Permanentmagneten und eine angefederte Kondensatorplatte als Verschleißteil, die gegen die Folie drückt. Auf der anderen Seite der Folie "klebt" der Gegenpol des Kondensators, der vom Magneten in Position gehalten wird. Sollte das Gewackel zu groß werden, kann man mit einem Blechwinkel quer zur Laufrichtung der Folie etwas Ruhe ins System bringen.

Vorteil: Man braucht nur auf einer Seite des System eine teure Linearführung und man verletzt das Abbe'sche Prinzip nicht, was sehr genaue Messungen ermöglichen sollte. Das System sollte zudem auch größere Fluchtungsfehler tolerieren können, was die Sache recht preiswert machen sollte.

--
Servus
Christoph Müller
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Christoph Müller

Hallo,

"Rolf Bredemeier" schrieb im Newsbeitrag news:4d07ba33$0$3302$ snipped-for-privacy@newsreader.ewetel.de...

schon vor einen

um einen

bisher keinerlei Reaktion. Jedoch hat mein Kollege eine Firma gefunden, die uns einen kapazitiven Sensor von 20 bis 400µm mit Elektronik und 20mA Schnittstelle liefern wird. Etwa

3.000 EUR. Aber das wird dann auch funktionieren.

Rolf

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Rolf Bredemeier

einen

liefern wird. Etwa

Hoffst du zumindest.

Ich würde eher erwarten, daß es erstmal nicht geht. D.h.: Du wirst sicher sehr genau die Kapazität messen können, aber diese wird mit der eigentlichen Meßgröße, der Folienstärke, wahrscheinlich nur eine eher lockere Korrelation aufweisen...

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Heiko Nocon

Hallo Heiko,

naja, immerhin ist dieser Sensor-Auswertungs-Signalkonverter speziell und ausschließlich für die Folienstärkenmessung im "Kontaktverfahren" gebaut.

So hoffe ich, dass das Hoffen nicht Hoffnung bleibt! ;-)

Zeit für einige, vielleicht auch viele, Meßreihen planen wir natürlich ein.

Viele Grüße,

Rolf

Reply to
Rolf Bredemeier

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